0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расширяющиеся цементы их свойства и применение

Расширяющийся цемент и его особенности

Расширяющийся цемент – это собирательное наименование нескольких видов связующего обладающих особыми свойствами. Соответственно своему названию, цементы этого вида при схватывании и твердении увеличиваются в объеме, в отличие от обычных цементов, которые при твердении наоборот уменьшаются в объеме (усаживаются).

Характеристики и виды

На данный момент времени производятся следующие виды расширяющихся цементов характеристики, которых соответствуют требованиям действующего нормативного документа – Цемент расширяющийся ГОСТ 11052-74: водонепроницаемый расширяющийся цемент, гипсоглиноземистый цемент, расширяющийся портландцемент, напрягаемый цемент и расширяющийся шлакопортландцемент.

Рассмотрим каждый вид связующего подробнее.

  • Водонепроницаемый расширяющийся цемент. Технология производства заключается в измельчении или смешивании в шаровом грохоте: глиноземистого цемента, гипса и алюмината кальция. Строительный материал этого вида характеризуется быстрым схватыванием – начало не ранее 4-й минуты, окончание не позднее десятой минуты. В ряде случаев требуется увеличение времени схватывания с помощью внесения специальных присадок. Сфера применения: ремонт бетонных конструкций, гидроизоляция подземных сооружений, возведение подземных резервуаров.
  • Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент. Производится путем совместного помола или смешивания: высокого глиноземистого клинкера (шлака) и двуводного сульфата кальция (гипса). Схватывание бетона или раствора начинается не ранее 20-й минуты и оканчивается не позднее 240-й минуты. Окончательное твердение и набор прочности происходит через 70-85 часов после затворения. Применение расширяющегося цемента этого вида: безусадочный водонепроницаемый бетон и раствор, гидроизоляция подземных сооружений, заделка швов.
  • Расширяющийся цемент РПЦ 20. Данный строительный материал, получается одновременным помолом клинкера обычного портландцемента, глиноземистого клинкера (шлака), сульфата кальция и доменного шлака (допускается замена на другую активную присадку). Бетон на расширяющемся цементе этого вида характеризуется быстрым твердением при кратковременном пропаривании, высокой плотностью и высокой степенью водонепроницаемости. Схватывание бетона происходит не ранее получаса после затворения и не позднее 12-ти-часов. Окончательное твердение и набор прочности – через 70-80 часов (при пропаривании через 30-35 часов). Область применения: строительство гидротехнических сооружений и бетонных резервуаров.
  • Напрягающий цемент. Изготавливается путем смешивания в определенных пропорциях: портландцемента, глиноземистого цемента и гипса. Обладает особенностью сначала твердеть, набирать прочность, и только потом расширяться в объеме. При этом начало схватывания происходит не ранее получаса, и не позднее 4-го часа после затворения. Область применения: ремонт железобетонных сооружений, производство бетонных труб работающих под давлением, строительство резервуаров, возведение спортивных сооружений.
  • Расширяющийся шлакопортландцемент. Начало схватывания раствора происходит не ранее 30-мнут, окончание схватывания не позднее 4-х часов. Применяется для: уплотнения отверстий в бетонных конструкциях, монтаже анкерных соединений, уплотнения кабельных и трубных проходов, герметизация стыков и швов, зачеканка вводов канализационных коммуникаций.

Преимущества расширяющихся цементов

  • Высокий уровень адгезии и постепенное расширение, обуславливающее плотное прилегание к основе и равномерное заполнение неплотностей, дефектов и трещин.
  • Морозостойкость изделий до 1 500 циклов «замораживания-размораживания», обусловленная минимальной влагопроницаемостью.
  • Стойкость к перепадам температуры.
  • Возможность проведения работ при низкой температуре воздуха.
  • Стойкость к вредным атмосферным т химическим факторам.

Недостатки

  • Высокая (в разы) цена относительно цементов общестроительного применения.
  • Ограниченный срок хранения от 1 до 3 месяцев в герметичной упаковке.
  • Ограниченные объемы производства. Как правило, крупные партии расширяющегося цемента изготавливают «под заказ».
  • Узкая сфера применения.
  • Большой риск купить контрафакт.
  • Учитывая, что свои уникальные свойства расширяющийся цемент приобретает при твердении в условиях высокой влажности, первые 5-7 суток изделия из бетона на его основе необходимо регулярно смачивать водой и укутывать в полиэтиленовую пленку.

Ремонт бетона расширяющимся цементом

Применение расширяющихся бетонов для ремонта конструкций аналогично применению обычного бетонного или цементного раствора, с некоторыми особенностями.

  • Ремонтируемую поверхность тщательно очищают от аморфной массы и загрязнений.
  • Перед нанесением расширяющегося раствора бетонную основу и арматуру тщательно увлажняют.
  • Для получения ремонтного состава расширяющийся цемент смешивают с чистым песком в соотношении 1:2, затворяют чистой водой в количестве 40-50% от веса цемента и тщательно перемешивают.
  • Нанесение раствора осуществляют пневмонабрызгом и инъектированием специальными шприцами.
  • Поверхность конструкции укрывают полиэтиленовой пленкой и поддерживают во влажном состоянии в течение 7 дней.
  • Не допускается смешивание расширяющегося цемента с материалами общестроительного применения.

Расширяющийся цемент для заделки трещин

Особенности заделки трещин заключаются в разных форматах приготовления ремонтного раствора в зависимости от габаритов повреждения.

  • Раствор для заделки тонких трещин шириной 0,2-0,3 мм. Пропорции: 1 часть расширяющегося цемента к 1 части тонкомолотого песка, доломитовой или известняковой муки (заполнитель), вода 35-40% от веса цемента. Действует принцип – размер частичек заполнителя должен быть меньше меньшей толщины трещины в 3-4 раза.
  • Раствор для заделки трещин шириной 0,5-3 мм. Пропорции: 1 часть цемента, 2 части песка с модулем крупности 1,0, вода 35-40% от веса цемента.
  • Раствор для заделки повреждений толщиной свыше 3 мм. Пропорции: 1 часть цемента, 3 части карьерного или речного песка с модулем крупности 1,5, количество воды как в предыдущих вариантах.

Компании-производители расширяющихся составов

Рынок расширяющихся цементов Российской Федерации представлен продукцией нескольких заводов, которым можно доверять: «Пашийский металлургический цементный завод» и «MasterEmaco».

  • Пашийский выпускает два вида расширяющегося связующего: Цемент гипсоглиноземистый расширяющийся по ГОСТ 11052-7 и Цемент напрягающий НЦ-20 по ТУ 5734-072-46854090-98. Стоимость гипсоглиноземистого расширяющегося цемента составляет от 27 000 до 30 000 рублей за 1 тонну и 1500 рублей за мешок 50 кг.
  • «MasterEmaco» входит в состав «BASF The Chemical Company». Специализируется на выпуске и продаже пластифицированных расширяющихся материалов. Стоимость 25-килограмового мешка пластифицированного расширяющегося цемента данного бренда составляет 1635 рублей.

Заключение

Учитывая довольно высокую стоимость расширяющегося цемента, использование данного материала для ремонта квартиры или частного дома не всегда оправдано экономически. Гораздо проще и дешевле изготовить ремонтную смесь своими силами по следующему рецепту: 3 части общестроительного портландцемента, 2 части песка и 1 часть клея для монтажа керамической плитки. Данный состав не является расширяющимся, но, тем не менее, надежно заделывает трещины и повреждения.

Расширяющийся цемент, производство и применение расширяющегося цемента.

Расширяющийся цемент – продукт, получаемый тщательным смешиванием глиноземистого цемента или цемента и расширяющиеся добавки. Отличительное свойство расширяющихся цементов – способность к расширению в процессе схватывания и твердения. Расширение цементного камня основано на росте кристаллов образующегося при их твердении гидросульфоалюмината кальция.

Расширяющиеся цементы изготовляют несколько видов: гипсоглиноземистый водонепроницаемый расширяющийся цемент – на основе глиноземистого цемента, расширяющийся цемент, напрягающий цемент – на основе цемента.

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент (ГОСТ 11052-74) – быстротвердеющее гидравлическое вяжущее, получаемое совместным тонким измельчением высокоглиноземистых шлаков (70%) и природного двуводного гипса (30%). По прочности гипсоглиноземистый расширяющийся цемент, как и обычно глиноземистый, делится на марки 400 и 500.

Прочность гипсоглиноземистого цемента увеличивается в основном в течении первых трех суток твердения, в последующем прочность цемента повышается незначительно.

Морозостойкость растовра на гипсоглиноземистом цементе состава 1:2 (цемент: песок) составляет около 200 циклов попеременного замораживания и оттаивания в пресной воде.

Коррозионная стойкость этого цемента в растворах сульфатов очень высокая, а в растворах хлористых солей ниже, чем глиноземистого цемента.

Применяют расширяющийся гипсоглиноземистый цемент для изготовления безусадочных и расширяющихся водонепроницаемых растворов и бетонов, гидроизоляционных штукатурок, для заделки стыков сборных бетонных и железобетонных конструкций, их омоноличивания и усиления.

Расширяющимся цементом называется продукт, получаемый тщательным смешением глиноземистого цемента или цемента и расширяющейся добавки.

При твердении обычных цементов в условиях недостаточной влажности наблюдаются усадочные деформации вследствие высыхания и уплотнения коллоидальных продуктов гидратации цементов. Величина усадочных деформаций зависит от состава цемента. В ряде случаев, когда усадочные деформации недопустимы, необходимо применять безусадочный болтов, устройства торкретных и других гидроизоляционных покрытий на трубах и подземных сооружениях, для получения плотных стыков в сборных бетонных и железобетонных конструкциях, для заделки трещин, для омоноличивания и усиления конструкций и не которых других строительных нужд.

Читать еще:  Цементные вазы своими руками

Все расширяющиеся цементы являются смешанными и состоят из основного вяжущею вещества и расширяющейся добавки, в которую в свою очередь могут входит несколько компонентов. При твердении таких цементов вследствие взаимодействия компонентов расширяющейся добавки или в результате взаимодействия их с частью основного вяжущего происходит расширение, которое на определенной стадии заканчивается или приостанавливается вследствие твердения основного вяжущее. Полученная расширенная структура при этом стабилизируется.

Известны несколько видов расширяющихся цементов: на основе глиноземистого цемента — водонепроницаемый расширяющийся цемент, гипсоглиноземистый; на основе цемента — расширяющийся цемент, напрягающий цемент и т. д.

Водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ), предложенный В. В. Михайловым,- быстросхватывающееся и быстротвердеющее гидравлическое вяжущее, получаемое путем совместного помола или тщательного смешения тонкоизмельченных глиноземистого цемента и расширяющейся добавки, состоящей из высокоосновных (четырехкальциевых) гидроалюминатов кальция и полуводного гипса. Дозировка компонентов расширяющегося цемента примерно следующая: 70% глиноземистого цемента, 10% высокоосновных гидроалюминатов и 20% строительного гипса (высокопрочного или обычного).

Высокоосновные гидроалюминаты кальция получают следующим образом: глиноземистый цемент и известь-пушонку в пропорции 1: 1 по весу затворяют 30% воды по весу и после 48-часового выдерживания варят, перемешивая, при температуре 120-150°C в течение 5-6 ч. Полученный материал сушат, измельчают в шаровой мельнице, после чего в той же мельнице его смешивают — с обычным или высокопрочным строительным гипсом и глиноземистым цементом.

Расширение этого цемента основано на росте кристаллов образующегося при их твердении гидросульфоалюмината кальция. Происходит оно в начальной стадии твердения, когда масса еще может деформироваться. Протекающее при этом твердение основного компонента — глиноземистого цемента ста6илизирует (приостанавливает) через определенный период (1-2 суток) увеличение объема расширяющейся добавки.

В процессе твердения расширяющегося цемента образуется более плотный цементный камень, значительно менее водопроницаемый, чем при твердении, обычного цемента. Таким образом, расширяющиеся цементы являются одновременно и водонепроницаемыми.

Согласно СНиП водонепроницаемый расширяющийся цемент ВРЦ должен быть размолот так, чтобы остаток на сите №008 не превышал 25%, начало схватывания должно наступать не ранее 4 мин, а конец не позднее 10 мин. Для замедления схватывания расширяющегося цемента добавляют виннокаменную и уксусную кислоту, буру и сульфитно-спиртовую барду.

Предел прочности при сжатии куJ6иков размером 2х2х2 см из цементного теста 1:0 через 12 ч ,не менее 75; через 3 суток не менее 300 и через 28 суток не менее 500 кг/см 2 .

Величина относительного линейного расширения твердеющих образцов из цементного теста нормальной густоты в возрасте одних суток при погружении в воду через час после затворения должна находиться в пределах 0,3-1%, а при хранении на воздухе в течение одних суток должна составлять не менее 0,05%, а в течение 28 суток не менее 0,02%. Через сутки твердения образцы должны быть полностью водонепроницаемы при гидростатическом давлении до 6 атм.

По В. В. Михайлову, возможно изготовление и водонепроницаемого безусадочного цемента ВБЦ, в состав которого входят примерно 85% глиноземистого цемента; 10% гипса и 5% извести. Согласно СНиП остаток на сите №008 для этого цемента должен 6ыть не более 15%, начало схватывания должно наступать не ранее 1 мин, а конец не позднее 5 мин. Предел прочности при сжатии кубиков размером 2х2х2 см из цементного теста через 2 ч должен быть не менее 50; через 6 ч 125; через 3 суток 250 и через 28 суток 300 кг/см 2 . Величина относительного линейного расширения цемента ВБЦ при погружении в воду должна через 1 сутки находиться в пределах 0,01-0,1 %.

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент, предложенный И. В. Кравченко, является быстротвердеющим гидравлическим вяжущим, получаемым совместным тонким измельчением высокоглиноземистых шлаков (70%) и природного двуводного гипса (30%). В этом случае образование гидросульфоалюмината кальция протекает в результате взаимодействия с сульфатом кальция низкоосновных гидроалюминатов кальция, образующихся при гидратации глиноземистого цемента. При твердении гипсоглиноземистого расширяющегося цемента на воздухе необходимо увлажнять изготовленные из него растворы и бетоны в течение первых трех дней после затворения водой.

Согласно СНиП начало схватывания гипсоглиноземистого цемента должно наступать не ранее 20 мин, а конец не позднее 4 ч после затворения, остаток на сите № 008 — не более 10%. Марки гипсоглиноземистого цемента: 300, 400 и 500 (предел ,прочности при сжатии через 3 суток образцов жесткой консистенции из раствора 1:3). Через сутки прочность составляет соответственно 250, 350 и 450. Величина относительного линейною расширения твердеющих образцов цементного теста из гипсоглиноземистого цемента должна составлять не менее 0,15 и 0,1 % соответственно через 1 и 28 суток комбинированного водно-воздушного твердения и не менее 0,15 % через сутки при погружении в воду (через 1 ч после конца схватывания), а также не менее 0,3% и не более 1% через 28 суток такого же водного режима твердения. Водонепроницаемый расширяющийся цемент и гипсоглиноземистый расширяющийся цемент не рекомендуется применять для производства строительных работ при температуре ниже 0 0 С без обогрева, а также при эксплуатации конструкций в условиях температуры выше +80 0 С.

Французский ученый Лосье предложил получать расширяющийся, а также безусадочный цемент из трех компонентов:

1) цемента, составляющего основу этого цемента;

2) сульфоалюминатного цемента, являющегося расширяющейся добавкой;

3) стабилизатора в виде шлака, вступающего в реакцию через определенный период твердения и приостанавливающего расширение цемента путем поглощения одного из компонентов расширяющейся добавки — сульфата кальция. Сульфоалюминатный цемент состоит из алюминатов кальция, сульфата кальция и небольшого количества двухкальциевого силиката и ферритов кальция. Он получается путем обжига при 1200-1300°С смеси, состоящей из 50% гипса, 25% железистого боксита и 25% мела, и последующего помола полученного клинкера. Причиной расширения цемента Лосье является образование трехсульфатной формы гидросульфоалюмината.

П. П. Будниковым, Т. Г. Скрамтаевым и И. В. Кравченко предложен гипсо-шлакоглиноземистый расширяющийся цемент, состоящий из 45% глиноземистого цемента, 25% основного гранулированного доменного шлака и 30% двуводного гипса.

Расширяющийся цемент (РЦ), предложенный И. В. Кравченко, является гидравлическим вяжущим веществом, быстро твердеющим при пропаривании. Получают его путем совместного помола портландцементного клинкера (60-65%), высокоглиноземистых Хшлаков (5-7%), двуводного гипса (7-10%) и гидравлической добавки (20-25%).

Расширение РЦ основано на образовании гидросульфоалюмината кальция. В первый период твердения обычного цемента образуется такое количество гидросульфоалюмината кальция, которое не может обеспечить его расширение. Добавка высокоглиноземистых шлаков (глиноземистого цемента) и гипса способствует увеличению количества возникающего гидросульфоалюмината. Гидравлическая добавка понижает концентрацию СаО в жидкой фазе, обеспечивая более быстрое растворение алюминатов кальция и образование гидросульфоалюмината путем кристаллизации из раствора в первый период твердения.

Гидросульфоалюминат кальция образуется с большей скоростью при 60-80 0 С, поэтому пропаривание при этих температурах значительно ускоряет твердение РЦ.

Используемый в производстве РЦ цементный клинкер должен содержать не менее 7% алюминатов кальция и не менее 45% С3S. Высокоглиноземистые шлаки (глиноземистый цемент) могут быть заменен бокситом.

Начало схватывания РЦ не ранее 30 мин, а конец не позднее 12 ч. Марки — 400, 500 и 600 (при испытании на прочность при сжатии через 28 суток образцов из раствора жесткой консистенции). Величина относительного линейного расширения образцов из цементного теста должна составлять не менее 0,15 и 0,1% соответственно через 1 и 28 суток комбинированного водно-воздушного твердения и не менее 0,15% через 1 сутки водного твердения; через 28 суток хранения в воде она должна составлять 0,3-1%. Образцы из бетонной смеси, должны обнаруживать полную водонепроницаемость при рабочем давлении 1 атм.

Напрягающий цемент (НЦ), предложенный В. В. Михайловым и его сотрудниками, представляет собой быстросхватывающееся и быстротвердеющее вяжущее вещество, получаемое путем тонкого измельчения смеси, состоящей из 65% цемента, 20% шлака глиноземистого цемента и 15% гипса. Он предназначен для железобетонных конструкций, арматура которых должна быть напряжена в нескольких направлениях (двухосное и трехосное напряженное армирование). Такое напряжение арматуры механическим путем связано с большими затруднениями.

Читать еще:  Расход цемента на бетон м200

Расширяющиеся цементы увеличиваются в объеме лишь в начальный период твердения, когда прочность бетона еще недостаточна, чтобы «увлечь» арматуру и сообщить ей предварительное напряжение. При твердении НЦ сначала возникает низкосульфатная форма гидросульфоалюмината (3СаО*А l 2О3*CaS O 4*12Н2О), которая затем переходит в высокосульфатную (3СаО * Аl2О 3* 3CaS O 4 * 31Н2О). Этот переход вызывает значительное расширение цемента, достигающее 3%. При этом сильно уплотняются поры бетона, он расширяется и натягивает строительную арматуру . После образования высокосульфатного гидросульфоалюмината дальнейшего расширения не происходит и при правильной рецептуре недопустимых вредных напряжений не возникает.

Процесс расширения НЦ ускоряется при пропаривании в течение 5-6 ч. При этом расширение заканчивается в течение нескольких суток после пропаривания.

Начало схватывания НЦ 2-5 мин, а конец 4-7 мин. Замедляют схватывание добавки сульфитно-спиртовой барды и виннокаменной кислоты. Предел прочности при сжатии через 1 ,сутки 200-300 кг/см 2 .

Напрягающий цемент целесообразно применять для производства напорных железобетонных труб и некоторых других тонкостенных железобетонных изделий.

Для чего нужен расширяющийся цемент?

В настоящее время разработано и применяется множество различных типов цемента, предназначенных для разных условий. Расширяющийся цемент — одна из разновидностей материала, который быстро завоевывает свое место в строительной индустрии.

Расширяющийся цемент — масса, которая начинает увеличивается в размерах при отвердении раствора.

Расширяющийся цемент не очень давно пришел на строительный рынок, но уже стал незаменимым в ряде специфических строительств. Его гидроизоляционные параметры позволяют использовать состав в сложнейших конструкциях.

Особенности материала

Расширяющийся цемент представляет собой цементную массу, которая увеличивается в размерах при отвердении раствора. Этот эффект наблюдается только в условиях повышенной влаги. При обычных условиях и сухой погоде такой материал не дает усадки при затвердевании.

Основное свойство состава — расширяемый объем цемента глиноземистого типа при введении специальной добавки при достаточно быстром затвердении массы.

График роста прочности при водном хранении расширяющегося цемента.

Механизм расширения состава используется для заполнения всех (даже микроскопических) пустот в материале, что обеспечивает прочность, монолитность и высокие гидроизоляционные свойства структуре. Расширяющийся цемент нашел применение при строительстве монолитных железобетонных систем, так как при расширении обеспечивает заполнение всех пустот в каркасе. В целом его назначение достаточно специфическое: заполнение растрескавшегося бетона; изготовление конструкций, работающих в воде или при высокой влажности; склеивание железобетонных конструкций; штукатурка сложных поверхностей (например, ракушечника).

Благодаря способности заполнять все воздушные образования в бетоне расширяющийся цемент приобретает уникальную водонепроницаемость. За счет расширения состав имеет повышенную адгезию практически к любым материалам, что дает возможность облицовки стен необычной конструкции. К важным достоинствам можно отнести достаточно высокую долговечность и стойкость к агрессивным воздействиям.

Главный недостаток такого цемента заключается в высокой цене, что несколько ограничивает его применение в частном строительстве. Его следует использовать по прямому назначению: в элементах сооружения, которые располагаются в воде или подвержены длительному воздействию повышенной влажности (подвалы, некоторые фундаменты и цоколи, стяжки полов; стенки бассейнов, колодцев, резервуаров и т.д.).

Виды расширяющегося цемента

Расширяющийся цемент имеет следующие основные типы:

Схема забора из расширяющегося цемента.

  • водонепроницаемый расширяющийся состав;
  • гипсоглиноземистый расширяющийся материал;
  • расширяющийся цемент;
  • напрягающий цемент;
  • пластифицированный расширяющийся цемент.

Несмотря на заметные отличия в свойствах, все типы основаны на цементе глиноземного типа или смеси цементов, в которые входит глиноземный элемент.

Для того чтобы материал выполнял свое функциональное предназначение, в него вводится специальная активная добавка. Можно выделить основные виды таких добавок:

  • гидросульфоалюминат кальция;
  • гидрат окиси магния;
  • сульфаты алюминия и хлористого кальция;
  • сульфитно-спиртовая барда;
  • алюминиевая пудра;
  • алунит.

Как самая недорогая наибольшее распространение нашла первая добавка, хотя самая эффективная — гидрат окиси магния.

Водонепроницаемый состав

Водонепроницаемый расширяющийся цемент предназначен для гидроизоляции сооружения. Бетон на его основе может использоваться даже при строительстве дамб и плотин. В то же время по сравнению с другими типами таких составов он имеет наименьшее объемное расширение. Это свойство следует использовать при подготовке штукатурных растворов для покрытия стен, находящихся в сложных влажных условиях.

Схема производства цемента сухим и мокрым способом.

Водонепроницаемый цемент представляет собой сухую смесь глиноземистого цемента, полуводного гипса и высокоосновного алюмината кальция. Добавка в виде алюмината получается при термическом воздействии (до 150°) в течение 6 часов на смесь глиноземистого цемента с известью (в равной пропорции) воды. Вяжущий состав и добавка тщательно перемешиваются и измельчаются в сухом виде.

При добавлении воды в цемент происходит реакция с появлением расширяющегося объема. Смесь имеет тенденцию к быстрому отвердению, поэтому уже через 3 минуты начинается процесс схватывания массы, который завершается через 10 минут. Если возникает необходимость замедлить затвердение раствора, то добавляются бура или уксусная кислота.

Полный процесс отвердения раствора внутри оканчивается через 25-28 часов в зависимости от температуры. Объемное расширение массы происходит только при высокой влажности (не менее 70%). Степень расширения стандартного раствора нормируется: линейное расширение цемента через 24 часа должно находиться в пределах 0,2-1% (не больше и не меньше). Расширенная цементная масса увеличивается с повышением влажности.

Внутреннее расширение, продолжающееся довольно долго, приводит к постепенному наращиванию прочности состава. Через 3 дня после наложения цемент должен удовлетворять параметрам марки М300, а через 28 суток — М500.

Гипсоглиноземистый состав

таблица применения цементных растворов.

Гипсоглиноземистый цемент расширяющегося типа по свойствам очень похож на рассмотренный водонепроницаемый цемент, его основное назначение — гидроизоляция бетонных конструкций. Его вяжущий состав представляет собой смесь глиноземистого клинкера или шлака с натуральным гипсом двуводного класса. Такой цемент особенно хорош при заделке швов в сооружениях, эксплуатирующихся в воде.

Покрытие, выполненное из гипсоглиноземистого раствора, после отвердения имеет большую прочность на сжатие. Сам процесс полного отвердения протекает 70-80 часов. По цене такой материал несколько дороже водонепроницаемого цемента.

Расширяющийся цементный состав

Расширяющийся портландцемент (РПЦ) имеет очень высокую прочность и часто используется при возведении монолитных сооружений. В то же время он не обладает равномерным линейным расширением, что исключает его применение в штукатурном растворе или других облицовочных смесях. Его гидроизоляционные свойства находятся на высоком уровне.

График отношения воды к цементу для цементов разных марок.

РПЦ приготавливается на основе следующей смеси: клинкер из портландцемента (58-65%), глиноземистый шлак (5-7%), натуральный гипс (7-10%), доменный шлак или минеральный наполнитель (20-30%). Для активного расширения раствора нужна влажная среда, но не вода. При погружении в воду расширения состава не происходит. В связи с этим процесс формирования РПЦ проводится при коротком разовом пропаривании. Полное отвердение достигается после 70-80 часов сушки. Атмосфера прогретого пара уменьшает время затвердения до 35 часов. После этого материал приобретает высокую механическую прочность и водостойкость.

Напрягающий цемент

Напрягающий цемент специально разработан для ремонта бетона и железобетона. Он прекрасно справляется с возникающими трещинами и другими дефектами. Это материал при применении сначала твердеет, а уже затем расширяется и таким образом напрягает бетонную конструкцию, заполняя все воздушные поры и трещины.

Влияние добавки извести на деформации и самонапряжение НЦ.

Напрягающий цемент имеет следующий состав: портландцемент (65-75%), глиноземистый цемент (12-20%) и гипс (до 10%). Процесс расширения начинается при контакте с водой. Накладывать такой цемент можно через 0,5 часа после полива водой. Схватывается раствор в течение 4 часов, а окончательное отвердение происходит в течение 70-75 часов. Материал имеет очень высокую прочность, которая через 24 часа должна составлять более 15 МПа (окончательно, через 28 дней — 50 МПа).

Читать еще:  Как утеплить цементный пол

Достаточно эффективно показал себя напрягающий состав с расширяющим компонентом алунитом (соль сульфата алюминия и калия). Такой цемент имеет следующий состав: портландцемент — 65%, гипс — 10%, известь — 4%, алунит — 21%. Из зарубежных аналогов можно отметить смесь Клейна с расширяющим элементом — сульфатоалюминатным клинкером.

Пластифицированный цемент

Пластифицированный расширяющийся состав относится к недавним разработкам в этой области. В России пока он не выпускается. Зарубежными фирмами предлагается материал на основе портландцемента с пластификаторами и расширяющим ингредиентом в виде сульфитно-спиртовой барды. Такой раствор из-за повышенной пластичности используется для покрытия больших площадей (полы, дороги и т.д.).

При подготовке расширяющихся цементных растворов нужно использовать следующий инструмент:

  • миксер строительный;
  • фен строительный;
  • весы;
  • ведро мерное;
  • лопата;
  • шпатель;
  • мастерок;
  • нож;
  • напильник;
  • шкурка наждачная.

Расширяющиеся цементы составляют ряд современных качественных стройматериалов. Их использование несколько ограничивается ценой, но гидроизоляционные и прочностные свойства вызывают доверие к ним.

Расширяющиеся цементы

Специальный вид вяжущего – расширяющийся цемент разработан для реализации строительных работ определенного характера, для возведения частных домов и общественных зданий его использование нецелесообразно. Он отличается от традиционного материала составом и рядом свойств, о которых мы далее расскажем.

Классификация по свойствам

Расширяющиеся цементы – это группа материалов. Вяжущее можно классифицировать по составу, который определяет характеристики будущей конструкции и поведение рабочего раствора:

  • глиноземистый расширяющийся цемент увеличивает объемы в процессе гидратации вяжущего, после чего сохраняет форму без образования трещин и нарушений с минимальной обратной усадкой;
  • безусадочные цементы в процессе твердения набирают объем, но после набора прочности не изменяют размеров совсем;
  • напрягающий представитель группы расширяющихся цементов применяется при производстве предварительно напрягаемых железобетонных конструкций и изделий.

В основе всех типов расширяющегося вяжущего – клинкерный портландцемент, к которому в разном количестве добавляют доменные шлаки и гипс. Расширение объема обеспечивается дополнительными присадками:

  • соединения алюминия;
  • магниевые реагенты.

За рост размеров изделий также отвечает гипс, который, как известно, значительно увеличивает объем при реакции с водой.

Расширяющийся и безусадочный цемент при увеличении объема не теряют прочности, а наоборот, уплотняются в структуре. Это является преимуществом материала перед пористыми бетонами с точки зрения приобретения твердости камня.

Напрягающий цемент при изготовлении ж/б изделий работает как растяжитель – он удлиняет арматурные каркасы при гидратации, создавая внутреннее напряжение стали, что увеличивает несущую способность изделия. Бетон на таком цементе за счет уплотненной структуры обеспечивает более длительную защиту металлических стержней от воды по сравнению с железобетоном на обычном вяжущем.

Классификация по составу

Расширяющиеся цементы производятся на разном сырье с использованием дополнительных присадок, что в разной степени определяет поведение рабочего раствора и основные свойства готового изделия. По этому признаку приводим отдельную классификацию вяжущего по основному компоненту.

Глиноземный цемент

ГОСТ 11052-74 определяет глиноземистый цемент как основной в группе расширяющихся вяжущих для бетона. Современное его название – алюминатное вяжущее.

Существует 2 основных типа глиноземного цемента: алюминатный с соответствующими присадками и обычный глиноземный, разработанный отечественным ученым И. В. Кравченко. Они аналогичны по характеристикам и составу, для наглядности приведем сравнение ключевых параметров в таблице:

  • Клин­кер из сме­си бок­си­та и из­вест­ня­ка (гли­но­зем) – око­ло 70%.
  • Гипс (суль­фат каль­ция об­вод­нен­ный) – 20%;
  • Вы­со­ко­ос­нов­ной ги­дро­а­лю­ми­нат каль­ция – 10%.
  • Вы­со­ко­гли­но­зе­мис­тый шлак – 70%;
  • Дву­вод­ный гипс – 30%.
  • 1) Схва­ты­ва­ние – не позд­нее 10 ми­нут;
  • 2) ко­нец твер­де­ния от мо­мен­та за­ме­са рас­тво­ра – 1 час.
  • 1) Схва­ты­ва­ние – не поз­же 10 ми­нут;
  • 2) Ко­нец твер­де­ния – 4 ча­са.
  • 1) на­бор проч­нос­ти че­рез 6 ча­сов – 7,5 МПа;
  • 2) проч­ность че­рез 3 су­ток – не ме­нее 30 МПа.

Цемент гипсоглиноземистый расширяющийся обоих типов увеличивает объем на протяжении всего периода твердения камня с последующим сохранением приобретенных размеров. В случае с алюминатным вяжущим необходимо поддерживать бетон во влажном состоянии на протяжении всего срока набора прочности, но не допускать перегрева.

Набор прочности в обоих случаях происходит быстро – через 3 суток наблюдается достаточный уровень надежности конструкций для проведения последующих монтажных работ.

  • Возможность монтажной работы при отрицательных температурах до -25°С, что делает материал востребованным при зимнем строительстве;
  • Марка морозостойкости конструкции не менее F200, поэтому цемент применяется преимущественно в северных регионах со стабильной сменой температурных режимов.
  • Ограничение верхней температуры до +80°С, перегрев пагубно влияет на структуру камня;
  • До полного набора прочности (до 28 суток) обычный глиноземный цемент на шлаке и гипсе нельзя подвергать водным процедурам в любом их проявлении.

Портландцементы

Расширяющиеся цементы на основе ПЦ содержат различные присадки и основополагающие компоненты:

  • Смесь портландцемента (65…75%), высокоглиноземистого шлака (15…25%) и 7…10% двуводного гипса и активных минеральных добавок. Сроки схватывания и набора прочности соответствует цементу м400, м500 и м600 (рассмотрим далее);
  • 95% ПЦ, 5% негашеной извести и 0,1-0,2% полимерных присадок. Расширение объема происходит за счет образования газовых пузырьков в результате гидратации извести и воды. Недостаток материала – стремительное расширение с последующим частичным оседанием. Известь способствует водостойкости и непроницаемости камня. Расширяющиеся тампонажные цементы данного типа используются для заделки швов конструкций, где необходимо добиться герметичности поверхности.
  • Различные комбинации портландцементов и гипса с минеральными добавками подбираются технологично согласно требованиям условий. В некоторых случаях глинозёмистый шлак может быть заменен анулитом (смесью основного сульфата кальция и алюминия).

Напрягаемый бетон производят преимущественно на вяжущем с основой из портландцемента в виду специфики применения – такой материал оптимален для создания конструкций высокой прочности, предназначенных для службы в разных условиях.

Дополнительные требования к расширяющимся цементам

Вяжущее из ПЦ и глинозема регламентированы одним стандартом – ГОСТ 30515-97 (новая редакция ГОСТ 31108-2003). Несмотря на разницу в составах, документ обязывает эти типы цементов подчиняться стандартным правилам контроля производства, применения и испытания материала. Кроме времени твердения и прочности в разном возрасте (рассмотрены ранее), ГОСТ рекомендует:

  1. Использовать для производства клинкер с определенным составом со ссылкой на ГОСТ 310.3.
  2. Применять специальные добавки в определенном количестве.
  3. Фасовать цемент в бумажные и полимерные пакеты, а также герметичные контейнеры.
  4. Хранить расширяющийся цемент как любой другой – не более указанного срока годности в сухом проветриваемом помещении.

Также документ устанавливает правила испытания цементов в возрасте 3 и 28 суток.

Применение

Расширяющиеся цементы применяются в строительстве и при ремонте:

  • Устройство чаш ванных, бассейнов, саун, в том числе на улице. В данных случаях применяется водонепроницаемый расширяющийся цемент, который не дает усадку, ведь даже самая современная гидроизоляция бессильна при потрескавшемся днище конструкции.
  • Замес водонепроницаемых штукатурок для наружных работ, где необходимо создать прочное и герметичное покрытие стен из газобетонных и других пористых блоков;
  • Ремонтные работы по фасаду и внутри помещения: заделка трещин, стыков конструкций, вода труб и коммуникаций в колодцы и здание;
  • При ремонтной склейке железобетона;
  • Для добычи крупных глыб скальных пород посредством «тихого взрыва». В скале методом бурения или другим способом образуется щель, в которую закладывается расширяющийся цементный раствор. Через пару дней он естественным образом выталкивает крупные глыбы породы. Такой способ добычи менее дорого, чем традиционный подрыв, а также более гуманный – в результате получаются преимущественно крупные камни, требующие минимальной обработки.

Расширяющиеся цементы отличаются от обычных преимущественным отсутствием усадки и проникающей способностью при ремонте. Но эти материалы дорого стоят, их непросто доставлять до строительной площадки из-за короткого времени схватывания, поэтому для возведения основных домовых конструкций их не используют.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector